preg_replace заменить ближайшее вхождение

Скорее всего вам нужна такая регулярка

/<xx>((?!<\/xx>).)*?ZZZ((?!<xx>).)*?<\/xx>/

После нахождения <xx> при просмотре каждого последующего символа проверяет отсутствие </xx> и наличие ZZZ. После нахождения ZZZ при просмотре каждого последующего символа проверяет отсутствие <xx> и наличие </xx>.

Пример работы https://regex101.com/r/6nbyxX/1

P.S. Возможно стоит заменить (?!<\/xx>) и (?!<xx>) на (?!<\/?xx>).

123 <xx></xx><xx><tt>ZZZ</tt></xx> 123

заменить на

123 <xx></xx><pp>OOO</pp> 123

Возможно, достаточно:

$s = preg_replace('@<xx><tt>ZZZ</tt></xx>@us', '<pp>OOO</pp>');